JPH0441758A - アルミナ繊維製ブランケットの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、結晶質アルミナ繊維からなるブランケットの
製造法に関するものである。

〔従来の技術〕

高温の炉などに使用する耐火性断熱材の一つに無機繊維
からなるブランケットがあるが、無機繊維の中でも耐熱
性のよいセラミック繊維からなるものを製造することは
容易でない。これは、セラミック繊維が概して剛直で絡
みあいを生じに＜＜、ニードルパンチ処理によって絡み
あいを生じさせようとすると、もろく、折れ易いためで
ある。結晶質アルミナ繊維は特にこのような性質が著し
く、その優れた耐熱性をブランケットの状態で利用する
ことが困難である。

上述の問題点を解決する手段の一つは特開昭６０−８８
１６２号公報に開示されており、そこでは、前駆体繊維
化法で得られたまだ柔軟な未焼成繊維を層状に集積した
ものに対してニードルパンチング処理が施され、その後
、焼成が行われる。しかしながら、未焼成の前駆体繊維
は柔軟ではあっても強度が低く、ニードルパンチ処理に
よって切れ易いから、最終製品について見た場合、ニー
ドルパンチ処理の効果は不十分なものになり易い。

また、未焼成の前駆体繊維は耐水性がないから、前駆体
繊維のブランケット状集積物をニードルパンチするＪこ
あたり摩擦係数を低下させるため繊維に付着させる減摩
剤を、非水系のものにしなければならない（特開昭６２
−１７０６０号公報；特開昭６２−１７０６０号公報）
。しかしながら、非水系減摩剤は処理装置に特殊なもの
を必要とし、減摩剤自体も高価である。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで本発明の目的は、減摩剤として取り扱い容易な水
系のものを使用可能にし、併せてニードルパンチ処理の
効果を確実にし、層状剥離を起こしにくく物性的にもす
ぐれたアルミナ繊維質ブランケットを高能率で製造し得
る方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成することに成功した本発明のブランケッ
ト製造法は、アルミニウム化合物の繊維形成性溶液を紡
糸しフリース状に集綿して乾燥することによりアルミナ
繊維前駆体繊維のフリースを製造し、該前駆体繊維のフ
リースを低温度で焼成し、焼成後のフリースを貫通させ
て減摩剤含有気体を強制的に流すことによりフリースに
減摩剤を付着させ、その後または以上の任意の過程でフ
リースをブランケット製造に必要な厚さに積層し、得ら
れた減摩剤処理済みフリース積層物をニードルパンチ処
理したのち低温焼成繊維から結晶質アルミナ繊維が生成
するまで高温度で焼成することを特徴とする。

この製造法は、本発明者らによる次のような新規な知見
に基づき完成されたものである。すなわち、前駆体繊維
を焼成して結晶質アルミナ繊維を製造する過程において
一旦比較的低温度で焼成する工程を設けると、そこで得
られた低温焼成繊維は既に十分な耐水性があり、また前
駆体繊維よりもはるかに強度が高く、しかも、高温焼成
して結晶質アルミナを十分に生じさせたものよりも柔軟
性がある。耐水性があることにより、減摩剤として水系
のものを使用できるため、それを繊維に付着させるのに
いわゆるディッピング法その他多くの方法を採用でき、
容易に均一な減摩剤処理を行うことができる。以上によ
り、低温焼成繊維は、ニードルパンチ処理を行うのにき
わめて適した性質のものである。

本発明の製造法によりアルミナ繊維ブランケットを製造
する場合、アルミニウム化合物の溶液から前駆体繊維を
製造する工程は、周知の方法を参照し、任意の方法によ
って行うことができる。通常、好ましい原料アルミニウ
ム化合物は、オキシ塩化アルミニウム、塩基性酢酸アル
ミニウム、塩基性乳酸アルミニウムなどである。これに
少量配合するシリカ源としては、シリカゾル、テトラエ
チルシリケートなどが適当である。

アルミニウム化合物の溶液に繊維形成性を与えるために
添加する有機重合体としては、ポリビニルアルコール、
ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミドなどを用
いることができる。上記諸原料の溶液を濃縮し、粘度約
ｌ〜ＳＯＯポイズの紡糸液を調製し、遠心法、吹出し法
などの紡糸法により繊維化する。

形成された前駆体繊維を紡糸装置直下で走行する集綿コ
ンベアで受けると、前駆体ｍ維のフリースすなわち薄い
シート状集積物が得られる。これを乾燥後、酸化性雰囲
気で焼成し、前駆体繊維中の有機物およびアルミニウム
化合物を分解する。この焼成は、通常のアルミナ繊維製
造工程における焼成が結晶質アルミナを生じさせ得る１
ｏｏｏ℃前後で行われるのに対し、それよりも低い温度
、好ましくは約４００℃〜Ｂ００℃で、実質的に結晶質
アルミナを生じさせないようにして行う。

得られた低温焼成済みフリースに、ニードルパンチ処理
における針と繊維との間の摩擦係数を低下させるための
油剤・減摩剤を付着させる。本発明においては、このと
き用いる減摩剤を気体中に含有させ、かつ該減摩剤含有
気体を、焼成後のフリースを貫通するように強制的に流
すことにより、フリースまたはその積層物の芯部まで減
摩剤を均一に且つ迅速に付着させる。その具体的実施法
としては次のような方法がある。

■　減摩剤液滴を霧状に浮遊させた空気を調製し、得ら
れた減摩剤含有空気をフリースの片面に供給し、加圧す
るか反対側から吸引することにより圧力差を生じさせて
フリースを貫通する気流を生じさせる。

フリースを貫通する間に、空気中の減摩剤液滴がフリー
ス構成繊維の表面に付着する。用いる減摩剤は、水性エ
マルジョン系のものでよいが、非水系のものでもよい。

■　減摩剤液滴を霧状に浮遊させた空気を調製し、これ
を１００℃以上の温度（非水系の減摩剤の場合は溶剤の
沸点以上の温度）に加熱して水または溶剤を気化させる
ことにより、減摩剤主剤のみが浮遊状態で含まれている
空気を得る。これをフリースの片面に供給し、加圧する
か反対側から吸引することにより圧力差を生じさせてフ
リースを貫通する気流を生じさせる。フリースを貫通す
る間に、空気中の減摩剤主剤がフリース構成繊維の表面
に付着する。

■　比較的低沸点の鉱物油等を減摩剤主剤として用い、
これを空気中に噴霧し、加熱して気化させる。あるいは
、上記減摩剤主剤を加熱して気化させ、得られた減摩剤
主剤蒸気を適当な比率で加熱空気と混合する。得られた
減摩剤含有空気を、上記■、■と同様にして、フリース
を貫通させる。フリース温度を減摩剤主剤の沸点以下の
温度に維持しておけば、空気中の減摩剤主剤はフリース
に凝縮する。

付着させる減摩剤量は、低温焼成済みフリースに対し固
形分として０．５〜５重量重量％色する。

減摩剤処理済みフリースは、適当枚数重ね合わせて、目
的とするブランケットを製造するのに必要な厚さにする
。フリースの積層は、上記低温焼成の前、あるいは焼成
後、減摩剤処理の前に行なってもよい。

その後、フリース積層物を１〜６０回／　ｃ＋ａ”程度
の密度テ二−ドルパンチ処理する。

ニードルパンチを終わった積層物は、約８００〜１３０
０°Ｃの高温酸化性雰囲気で焼成し、繊維を結晶質アル
ミナ繊維に変換する。なお、焼成開始の段階において、
積層物をその厚さ方向に圧縮した状態で温度約４００〜
８００℃に加熱する工程を設けると、ニードルパンチ密
度を高くするだけでは製造困難ながさ密度約１５０　ｋ
ｇ／ｃｔ”以上のブランケットを容易に得ることができ
る。このようにして得られる高密度のブランケットは、
通常の湿式成形されるボード類に比べ、繊維製造から最
終製品まで連続工程で生産されることによる高い生産性
とバインダーを使用しないことにより、大幅なコスト低
減が可能であり、また品質においては、繊維長が長く、
絡み合いが強いため、脆性破壊を起こしにくいなど、多
大のメリットがある。

〔実施例〕

実施例１ オキシ塩化アルミニウム水溶液（固形分濃度５０％。

Ａ　＋、ｏ　ｓ換算濃度２３％）１０００ｍｌに、２０
％シリカゾル５２０ｍ１．６％ポリビニルアルコール水
溶液７００１を添加し、減圧下、４０℃で濃縮し、粘度
３０ボイズの紡糸原液を得た。この紡糸原液を、遠心法
により紡糸、集綿、乾燥して前駆体繊維フリースを得、
次いで６００℃の空気中で１５分間焼成した。得られた
低温焼成繊維のフリースに、該フリースを貫通して風速
１．０ｍ／ｓｅｃで流れる減摩剤含有空気（パラフィン
系鉱物油の水性エマルジョンを空気中に噴霧し、１２０
℃に加熱したもの）から対フリース２重量％のパラフィ
ン系鉱物油を付着させた。

次いで処理後のフリース１０枚を重ね合わせ、得られた
ブランケット状積層物にニードルパンチ機で３０回／ｉ
のニードルパンチを施したのち、１２５０℃で２０分間
焼成し、結晶質アルミナ繊維からなるブランケットを得
た。得られたブランケットは、かさ密度が０　、１２　
！／ｃｍ３で、引張強度はｉ　、　５　ｋｇ／ｃｍ”、
剥離強度は３０　ｗ／ｃｍ”であった。

実施例２ 実施例１と同様にしてニードルパンチまでの処理を終わ
った半製品に、６００℃で１０分間、厚さ方向に５に！
ｆ／ｃＩＩで圧縮する加圧処理を行い、その後、１２５
０°Ｃで３０分間、無加圧で焼成した。

得られた結晶質アルミナ繊維製ブランケットは、かさ密
度０　、３５　ｇ／Ｃｌ１１３、引張強度１２　、５　
ｋｇ／ｃｍ２、曲げ強度７．５ｋｌ／ｃｍ２、剥離強度
０　、１　ｋｇ／ｃｍ２のものであった。

〔発明の効果） 上述のように、本発明においては低温焼成により耐水性
になり且つニードルパンチ処理に最も適した物性になっ
たところで減摩剤含有空気による処理と二一ドルパンチ
処理を行うので、非水系減摩剤を用いる方法よりも安全
性が高く、減摩剤をフリース構成繊維に容易かつ均一に
付着させることができ、減摩剤も安価なもので済むなど
、多くの点で有利であり、しかもニードルパンチによる
繊維の折れが少なくて済み、それにヨリ、ニードルパン
チ処理が容易になるだけでなく処理効果が高まり、層状
剥離を起こしにくく、形状安定性や強度の優れたブラン
ケットを安価かつ容易に製造することができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム化合物の繊維形成性溶液を紡糸しフ
   リース状に集綿して乾燥することによりアルミナ繊維前
   駆体繊維のフリースを製造し、該前駆体繊維のフリース
   を低温度で焼成し、焼成後のフリースを貫通させて減摩
   剤含有気体を強制的に流すことによりフリースに減摩剤
   を付着させ、その後または以上の任意の過程でフリース
   をブランケット製造に必要な厚さに積層し、得られた減
   摩剤処理済みフリース積層物をニードルパンチ処理した
   のち低温焼成繊維から結晶質アルミナ繊維が生成するま
   で高温度で焼成することを特徴とするアルミナ繊維製ブ
   ランケットの製造法。
2. （２）前駆体繊維の低温度焼成を、繊維中のアルミニウ
   ム化合物より結晶質アルミナが実質的に生じない温度領
   域において行う請求項１記載の製造法。
3. （３）減摩剤処理済みフリース積層物をニードルパンチ
   処理したのち、積層物の厚さ方向に圧縮した状態で４０
   ０〜８００℃に加熱し、次いで無加圧で、低温焼成繊維
   から結晶質アルミナ繊維が生成するまで高温度で焼成す
   ることを特徴とする請求項１記載のアルミナ繊維製ブラ
   ンケットの製造法。